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王宇龙：全生命周期数字孪生运河建设实践及产品化输出

发布时间：2025年11月27日17:00 中物联物流枢纽与园区分会

全生命周期数字孪生运河建设实践及产品化输出

王宇龙

平陆运河集团有限公司科技信息部副部长

在2025年第二十二届物流枢纽与园区工作年会

枢纽与园区新质生产力发展专题分论坛上的演讲

2025年11月6日广西·钦州

各位领导，各位专家：

大家好！今天我将围绕平陆运河全生命周期数字孪生建设实践及产品化输出展开汇报。本次汇报将聚焦数字孪生平台如何在平陆运河工程建设中实现我们的建设赋能，希望通过本次分享让大家能全面了解西部陆海新通道骨干工程平陆运河的建设创新实践。

一、工程技术特点

（一）工程概况

平陆运河是西部陆海新通道的骨干工程，是建设交通强国的标志性工程。平陆运河始于南宁横州市西津库区平塘江口，经钦州灵山县陆屋镇沿钦江进入北部湾，全长134.2公里。全线按内河一级航道标准建设，可通航5000吨级船舶。主要建设航道工程、航运枢纽工程、水利设施改造工程、沿线跨河设施工程以及配套工程。项目于2022年8月开工建设，计划2026年底主体建成，工程总概算727.19亿元。

（二）工程进展

截至2025年10月31日，有三大工程：一是土石方开挖，工程总量达3.15亿立方米，目前已完成2.95亿立方米，达到总量的93.6%；二是混凝土浇筑量，三大枢纽累计完成船闸主体混凝土浇筑563.8万立方米，占总量的96.4%；三是形象投资，完成投资618.8亿元，占工程概算727.19亿元的85.1%。

（三）工程技术特点

工程建设有七大特点，一是世界通航等级最高的江海连通运河；二是世界上阀门启闭速度最快的船闸；三是世界上在建规模最大的内河省水船闸；四是世界上首创省水池叠合布置形式；五是国内土石方开挖工程量最大的交通工程；六是全国第一个全生命周期数字孪生智慧运河工程；七是国内第一个获批相当于A级航区的重点工程。

二、工程技术难点

平陆运河工程是一项多学科集成融合的复杂性工程，工程内容涵盖桥梁、航运、枢纽、护岸、边坡以及生态环保等六大工程。在技术层面，存在五大难点：

一是高水头省水船闸高效安全运行。作为国内首座三级内河省水船闸，如何保障其高效安全稳定运行，这是我们面临的重要任务之一，所以我们要深入思考，在高水头情况下如何让船闸安全运行。

二是复杂空间结构大尺度混凝土防裂与耐久性协同。为实现平陆运河航运枢纽主体结构混凝土合理使用年限满足100年目标，如何做好大体积混凝土温控防裂与提升长寿命耐久性设计要求是我们要解决的问题。

三是入海河口船闸盐水上溯。青年枢纽作为平陆运河的最后一级枢纽,平陆运河工程建成后,钦江河口盐水入侵将成为影响青年枢纽船闸寿命和上游取水安全的关键因素。

四是江海联运。平陆运河建成后，将实现西江航运干线与北部湾港的直连直通，但受A级航区限制，江船入海、海船入江仍面临较大挑战；在高质量建、管平陆运河的同时，要同步规划构建高效的江海联运体系。

五是环境低影响建设。跨流域运河工程涉及国土空间布局、通航标准、专业协调发展等系列问题，工程建设面临穿越生态敏感区、环境低影响、开发技术薄弱等技术难题急需解决。

针对上述难题，我们认为应充分运用数智化赋能工程建设，通过解决多学科融合复杂性工程难题，全面提升工程建设的效率和质量。

三、平陆运河全生命周期数字孪生平台构建

（一）智慧运河整体规划

平陆运河全生命周期数字孪生平台是在智慧运河专项设计的规划下开展建设，平陆运河集团按照“一朵云两张网、一平台两系统、一中心两体系”的核心理念，打造了具有“立体感知、全域协同、管控一体、智慧应用、弹性服务”特点的智慧平陆运河总体框架，成功在平陆运河工程开展建设实践，成果显著，已形成一整套大型交通工程全生命周期数字孪生解决方案，并且平陆运河集团正在积极对外推广输出智慧运河成套方案。

（二）数字孪生平台

1.整体框架。系统以“建成具有项目全要素数字化映射、全息精准模拟、超前仿真推演和评估优化的数字孪生平台”为目标，以数据采集、汇聚、应用为核心，以提升项目建设管理水平为导向，发挥数据全过程汇聚和治理应用的价值，实现“全过程”数据采集分析、“全要素”数据集成管控的“两全”目标，具有多模型交互滚动预测预报、分级分类预警、多尺度滚动预演、优选最佳调度预案例等“四预”功能。为项目建设常态化管理提供有力支撑与强力驱动。

基础支撑框架包括四部分，分别是大数据平台、物联网平台、视频云平台、数字孪生引擎，它们是推动数据建设与应用的基础。

（1）大数据平台：以标准规范体系为基础，构建覆盖数据采集、存储、治理、分析与应用的端到端能力体系，实现数据的高效流通与价值转换。该方案不仅支撑工程全生命周期的精细管理与科学决策，也为智能运维、预测性养护、应急响应等智慧应用提供坚实的数据底座。目前，大数据平台已为平陆运河工程业务精细化管理提供有力支撑，接入数据表/接口1700余个、处理数据量超百亿条、月均调度次数突破14万次，成为平陆运河产业数字化发展的核心基石。

（2）物联网平台：平陆运河物联网平台为平陆运河工程天空地深监测体系提供性能稳定、扩展灵活的物联网服务,以端边交汇处为切入点,建设以平台为核心的软硬件一体化体系,打造了工程行业领先的物联网产品,保障设备全生命周期管理运行,驱动业务创新发展。

（3）视频云平台：平陆运河通过构建视频云平台，不仅实时汇聚运河所有视频，还建立统一标准规范进行统一管理。在视频应用中，以一套标准管控所有视频资源，实现设备的统一接入、视频统一联网以及设备资源统一开放共享，为未来视频应用的对外输出和交互奠定基础。

（4）数字孪生引擎：针对全生命周期数字孪生运河工程建设的全阶段应用特点，自主研发的BIM+GIS高性能数字孪生引擎平台，深度契合规划设计、施工建造、运营维护等各环节的数据应用需求。在架构设计上，采用分布式存储与轻量化渲染双引擎驱动模式；功能层面，提供全方位的三维可视化交互服务，用户可进行精细化三维模型浏览、灵活的图层分级管理。

2. 数据底板。数据来源广泛，通过遥感卫星采集、无人机日常采飞、无人机倾斜实景三维数据采集以及无人机正摄+机载激光雷达数据采集等多种方式和手段，将运河所需的影像数据、实时数据全部汇聚到平台。采集的数据结合应用场景，经多维多尺度数据融合后，输出高精准三维BIM模型、大场景下的三维实景模型以及多时序的大尺度影像等。在数据底板上，BIM+GIS引擎的应用可支持流畅运行大场景三维数据以及全线BIM与无人机倾斜摄影实景模型数据的三维可视化。采集的数据与基础应用平台和工具相结合，BIM与GIS引擎的结合可实现模型的浏览、测量标注等基础功能。数据资源池建设方面，数据必须经过专业平台进行清洗和脱敏，在多维度空间尺度上进行标识和匹配，将物理世界真实信息和叠加图层的信息有效结合。支撑业务场景应用时，我们构建数字孪生平台适配大场景，能够实现一图多端同步呈现，为建设提供非常好的场景呈现。同时支撑整个调度指挥在项目中的核心流程应用。数据底板的应用贯穿了建设期、运营期及未来多元数据再次融合的深度应用，通过数据底板的建设实现平陆运河全生命周期数据的汇聚和数据资产化，为未来数据应用打下坚实基础。

3. 数字孪生应用。运河建设分为建设期和运营期，孪生应用系统也相应地分为两个阶段。

第一阶段是建设期应用，主要围绕工程建设管理需要，通过工程建设纵览，包括进度、质量管理档案等方面。借助数字孪生平台，实现工程项目“一模贯通”、智慧工地“一网感知”、现场动态“一屏统揽”、安全态势“一脑智控”、应急指挥“一键直连”五大应用场景。对土石方综合利用、岩土大数据、工程建设记录、设计变更管理等，实现工程管理由纸上到网上的转变，所有过程在网上流转，利用电子签章实现全流程管控；在应急指挥方面，数字孪生平台也发挥了重要作用。例如，2024年摩羯台风来袭时，通过应急指挥平台精确研判、精准调度，全面提升现场管控效果。

第二阶段是运营期应用，主要围绕智慧船闸开展相关建设，从船闸调度、控制以及船闸养护等方面构建运营场景下的相关应用，包括智慧调度、智慧养护、智能仿真预演等，为船闸运营养护提供应用支持。未来对运河全线通航调度、航道智能养护、安全态势感知、等场景都将通过数字孪生平台呈现全新面貌。

在今年年初AI爆发之际，平陆运河集团高效完成“人工智能+赋能运河水运产业新赛道”大模型本地化部署，并且打造了三大应用场景。一是智能问答场景，通过“平平顺顺”AI智能助手，可有效检索平陆运河集团内数据库相关信息，实时平陆运河在日常办公、工程建设、态势分析等场景与大模型深度融合，实现；多场景下的智能问答。二是施工现场视觉监控场景，借助先进的视觉模型，系统可远程控制工地摄像头，实时监控施工人员的操作行为是否符合安全规范一旦发现违规操作，系统将立即触发警报并记录异常情况，为后续整改提供依据，从而有效保障施工现场的安全有序运行。三是工程质量动态评估场景，对施工过程中的各类数据进行实时采集与分析，结合历史工程数据，系统能够自动评估各标段的工作质量，并识别影响工程质量的关键因素。这不仅提升了工程质量控制的科学性，也为项目管理提供了有力的数据支撑。

广西平陆运河数智科技有限公司是平陆运河集团全资设立的二级子公司，成立于2025年6月，数智公司作为专注于科技创新与应用的高新技术企业，公司是运河集团布局战略新兴业务、培育新质生产力的核心平台，塑造建管养运服一体化全生命周期服务能力，致力成为具有基础业务支撑、在运河、内河水运行业细分领域掌握核心技术和知名度产品的科技型企业。公司依托平陆运河项目，全程见证了运河从无到有的建设工程，积累了丰富的业务经验、科技成果，我们有信心成为一支懂技术更懂业务能打胜仗的团队，为内河水运信息化的发展贡献力量。

我的汇报到此结束，谢谢大家！

（根据速记整理，未经本人审阅，转载请注明作者和来源：中物联物流枢纽与园区分会）

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